YW2切削AISIH13钢切屑形成的试验与数值研究.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82012年8月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueAug．2012文章编号：1001—2265(2012)08—0099—04YW2切削AISIH13钢切屑形成的试验与数值研究何光春(四川工商职业技术学院，四川都江堰611837)摘要：文章以YW2对AISIH13钢进行切削及数值模拟实验。扫描电子显微镜和能谱散射仪被用于切屑微观形貌观察及成份分析。实验结果表明，切削用量对切屑形态的影响显著；切削热促使切屑表面氧化。模拟结果显示切屑温度高达700℃左右，其应力应变

2、分布有助于“卷曲”生长，呈螺旋状；切屑发生碰撞而折断，其临界断裂应力与应变分别为702MPa及1．65mm／／mm。关键词：数值模拟；螺旋状切屑；断屑中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AExperimentalandNumericalStudyofChipFormationinCuttingofH13SteelwithYW2HEGuang—chun(SichuanBusinessandTechnologyCollege，Duj'iangyanSichuan611837，China)Abstract：Inthispaper，cuttingandnumeri

3、calsimulatingtestsofAISIH13steelwereperformedwithYW2．SEMandEDXwereconductedtoexaminethemicrostructureandingredients．Thetestoutcomeshowedtheeffectofcuttingparametersonchipmorphologyisoutstandingandcuttingheatpromptedchipsurfacetobeoxidized．Simulatedresultsrevealedchiptemperaturewasash

4、ighasabout700oCanditsdistri—butionofstressandstrainwasconducivetocurledgrowingwhichimpelledchiptobespiral；thethresholdsoftheirstressandstrainare702MPaand1．65mm／mmrespectivelywhenchipwasbrokenoffforcollision．Keywords：numericalsimulating；spiralchip；chipbreaking刀片型号：TCMT16一T304-V1；O引言刀具

5、与零件材料性能参数如表1。AISIH13是一种广泛使用的模具工具钢，其“制表1AISIH13与YW2材料性能参数造精度”的高低直接影响模具使用寿命，因此，其切参数单位AISIH13YW2削过程控制至关重要。切屑形成是影响零件质量、杨氏模量MPaf(temp)760刀具使用寿命和加工设备的重要因素，对切屑形成泊松比无量纲0．3O．23的研究具有非常重要的工程价值。而刀具材料热膨胀系数l0e一6／℃f(temp)6．3e一6的选择是加工精度和成本的关键因素，本文之所以热容N／mm／~Cf(temp)5．794选用YW2，是因为硬质合金以其高性价比而占有相热辐射系数k

6、J／(m·h·K)O．70．7当高的市场份额。硬度HRA5592切屑形成过程极短，实际切削实验中难于检测数值(FEM)研究部分仍然采用上述参数。应力、应变以及温度等，而借助于有限元分析工具切削用量如表2。(FEM)，模拟切削过程，则可弥补此问题。因此，表2切削用量本文联合切削实验与数值模拟技术，全面地阐释切序号切削速度m／min进给量mm／s切削深度mm屑产生过程。140O．O60．122400．530．241试验方案3401．07O．50实验材料：西4O×500mm；4l330．060．50实验设备：C6132A；收稿日期：2012—0l一09作者简介：何光春

7、(1975一)，男，四川遂宁人，四川工商职业技术学院讲师，博士研究生，主要从事精密加工、检测及其自动化方面的教学科研工作，(E—mail)hgc3690@yahoo．eom．ca。·l02·组合机床与自动化加工技术第8期3结束语本文联合切削实验和数值模拟技术，分别以AISIHI3和YW2作为工件及刀具材料，借助SEM和EDX技术，分析了切屑的形成过程，可得出如下结论：(1)切削用量显著影响切屑形态，切屑主要以螺旋状存在。(2)在切削热作用下，切屑被“加热”，表面氧化，这种热、机及化学耦合作用，(3)模拟结果显示切屑温度、应力及应变分布是不均匀的，正是这种不均导致

8、切屑与刀具的“接触”长度